탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 소재와 유리섬유 강화 플라스틱(GFRP)에 대해 설명해보세요

[1. CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic, 탄소섬유강화플라스틱)]

• 높은 비강도 및 비강성이 우수한 소재로, 동일 중량 대비 철보다 훨씬 뛰어난 기계적 특성을 가짐

• 금속과 달리 녹이 스는 전형적인 부식에는 강해 수중, 해양, 항만, 공단지역 등 악조건에서도 우수한 보강효과를 발휘한다. 다만 수분 흡수나 금속과의 접촉 시 갈바닉 부식 등 다른 형태의 열화 가능성은 존재함

• 피로에 대한 저항성이 높음

• Creep, Relaxation 등 장기 변형 손실이 없거나 대단히 적음

• 가볍고 시공 용이 — 보강 후 자중의 증가가 경미하고, 제한된 장소에서도 용이한 시공성

[2. GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastic, 유리섬유강화플라스틱)]

• 비강도가 크므로 가볍고 강하다.

• 성형성이 양호하여 의장설계상의 자유도가 크다.

• 내약품성이 우수하다. (내약품성은 수지 종류에 따라 달라질 수 있다)

• 전기 절연성이 있고 전파를 투과한다.

• 재료, 성형법 등의 선택에 의해 투광성을 가지게 할 수 있다.

CFRP는 기존 항공우주·스포츠 분야를 넘어 전기차(EV) 차체와 배터리 케이스, 수소 저장 탱크 분야에서의 활용이 급격히 확대되고 있다. 현대자동차의 넥쏘(FCEV)와 테슬라의 일부 차체 패널에 CFRP가 적용되어 경량화를 통한 항속거리 연장에 기여하고 있다. 또한 수소압력용기(Type IV 탱크)는 CFRP 외피와 플라스틱 라이너로 구성되어 700 bar 고압 수소를 안전하게 저장한다. 보잉 787과 에어버스 A350은 기체 구조재의 50% 이상을 CFRP로 제작하여 연료 효율을 크게 향상시켰다. 국내에서는 효성첨단소재·도레이첨단소재가 탄소섬유 원사 생산에, 현대모비스·한화솔루션이 CFRP 부품 생산에 적극 투자하고 있다.